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温度及气隙对变频牵引电机绝缘特性影响及材料改性研究
摘要：
变频牵引电机在现代工业应用中得到广泛推广和应用，但其高频开关频繁转换会对绝缘系统造成严重影响。温度和气隙是这些影响中最明显的因素。本文首先探讨了高温对绝缘系统的影响，如高温会使绝缘材料体积缩小，导致电极间距离缩短，从而使介电强度减小。此外，绝缘材料在高温下也会发生老化现象，故设计合适的散热系统非常重要。接着，本文探讨了气隙对绝缘特性的影响，如气隙会使电场分布不均匀，导致局部高电场强度，从而诱发放电甚至击穿。对于气隙的选择，应尽量避免太大或太小的气隙，最好选择适当大小的气隙。
这些影响使得绝缘材料的研究变得尤其重要，本文对绝缘材料进行对比研究，并探讨材料改性对绝缘特性的提升效果。因此，我们面临的挑战是如何获得具有优异绝缘特性的材料，在保证良好机械特性的同时提高电气性能。为此，我们提出了一种改性策略，效果显著。具体来说，我们将磷酸改性纳米氧化硅（SiO2/phosphate）掺入绝缘材料中，以提高其电气性能。磷酸和氧化硅的共同作用增加了绝缘材料的抗击穿能力和介电性能。我们还对改性后绝缘材料进行了实验验证，实验结果表明改性后绝缘材料在电气性能方面得到了大幅提升。
本文综述了温度和气隙对变频牵引电机绝缘特性的影响，并提出了一种改性策略来提高绝缘材料的电气性能。这种改性方法是一种新思路，有效地提升了绝缘材料的质量和性能，可为变频牵引电机的使用提供一定的指导。
关键词:变频牵引电机，绝缘特性，温度，气隙，材料改性
Abstract:
Variablefrequencytractionmotorsarewidelyusedinmodernindustrialapplications,butthefrequentswitchingofhigh-frequencyswitcheshasaseriousimpactontheinsulationsystem.Temperatureandairgapsarethemostobviousfactorsintheseeffects.Thisarticlefirstexplorestheimpactofhightemperatureontheinsulationsystem,suchashightemperaturewillcausetheinsulationmaterialtoshrink,resultinginadecreaseindielectricstrengthduetothereductionofelectrodespacing.Inaddition,insulationmaterialswillalsoageathightemperatures,soitisveryimportanttodesignasuitablecoolingsystem.Next,thisarticlediscussestheimpactofairgapsoninsulationcharacteristics,suchasairgapswillcauseunevenelectricfielddistribution,leadingtolocalhighelectricfieldstrength,andmayeveninducedischargeorbreakdown.Fortheselectionofairgaps,toolargeortoosmallairgapsshouldbeavoided,andappropriateairgapsshouldbeselected.
Theseeffectsmaketheresearchofinsulationmaterialsespeciallyimportant.Thisarticlecomparesandstudiesinsulationmaterials,anddiscussestheimprovingeffectofmaterialmodificationoninsulationcharacteristics.Therefore,thechallengewefaceishowtoobtainmaterialswithexcellentinsulationpropertieswhileensuringgoodmechanicalpropertiesandimprovingelectricalperformance.Tothisend,weproposeamodificationstrategythatishighlyeffective.Specifically,weaddphosphorousacid-modifiednanosilica(SiO2/phosphate)totheinsulationmateria